Radarniveaumeters worden veelvuldig gebruikt voor contactloze niveaumeting in opslagtanks in de chemische, waterzuiverings-, olie- en gas-, en voedingsmiddelenindustrie. Ze zijn nauwkeurig en onderhoudsarm, maar hun prestaties zijn afhankelijk van één gemakkelijk over het hoofd gezien detail: de installatiepositie. Veel problemen ter plaatse, zoals schommelende metingen op lage niveaus, plotselinge sprongen in waarden en valse echo's, kunnen worden teruggevoerd naar een radar die te dicht bij de tankwand is gemonteerd.
Waarom de installatiepositie ertoe doet
Een radarniveaumeter zendt een elektromagnetische straal uit naar het mediumoppervlak en berekent het niveau aan de hand van de echotijd. Omdat de straal een straalhoek heeft, wordt de dekking groter naarmate de meetafstand toeneemt. De straalradius is ongeveer r = H × tan(θ/2), waarbij H de afstand is van de antenne tot het oppervlak en θ de straalhoek is. Het gehele straalpad, van de antenne tot aan de zone met laag niveau, moet daarom samen worden beschouwd.
Reflecties van de tankwand en interne structuren
De radargolf wordt niet alleen gereflecteerd door het vloeistofoppervlak, maar ook door de tankwand, lassen, ribben, leidingen en ladders, en metalen oppervlakken reflecteren sterk. Wanneer de radar te dicht bij de wand staat, raakt een deel van de straal de wand, zodat het terugkerende signaal wand- en structuurecho's bevat, evenals de ware vloeistofecho, die verschijnt als meerdere pieken op de echocurve. Bij media met een lage diëlektrische constante, schuim, stoom, agitatie of een bewegend oppervlak wordt de niveau-identificatie veel moeilijker, wat de oorsprong is van veel zogenaamde "valse echo's".
Waarom lage niveaus instabieler zijn
Op hoog niveau bevindt de antenne zich dicht bij het oppervlak en is de straal nog geconcentreerd. Naarmate het niveau daalt, groeit de voortplantingsafstand en wordt de straal breder; zodra deze de wand, ribben, spoelen of andere interne onderdelen bereikt, verandert de echocurve. Dit verklaart waarom sommige tanks op hoog niveau stabiel lezen, maar onder een bepaald punt beginnen te springen, met toenemende fluctuatie naarmate het niveau verder daalt. De zone met laag niveau moet daarom worden opgenomen bij de keuze van het montagepunt.
Multipath reflecties
Radargolven reizen langs meer dan één pad binnen een tank. Sommige signalen raken het oppervlak direct, terwijl andere meerdere keren reflecteren op de wand of interne structuren voordat ze terugkeren. Omdat de paden verschillen in lengte, keren ze op verschillende tijdstippen terug en produceren ze meerdere pieken.
Hoe ver van de wand moet een radar worden gemonteerd?
Waarden zoals 300 mm, 500 mm of 1 m worden vaak ter plaatse genoemd, maar de juiste afstand hangt af van de apparatuur en de tank. De belangrijkste factoren zijn:
| Factor | Waarom het ertoe doet |
|---|
| Straalhoek | Een bredere straal spreidt zich meer uit tijdens het reizen, dus een bredere vrije ruimte is vereist voor dezelfde afstand. |
| Tankhoogte | Hogere tanks hebben een langere meetafstand op laag niveau, dus de dekking van de straal op laag niveau moet worden gecontroleerd. |
| Frequentie en antennetype | Verschillende frequenties en antennes produceren zeer verschillende straalbreedtes; modellen met een smalle straal zijn geschikt voor krappe ruimtes. |
| Interne structuren | Ladders, agitatorassen, verwarmingsspiralen, toevoerleidingen en ribben veroorzaken sterke interferentie-echo's. |
Hoe schoner het hoofdstraalpad, hoe beter de echo en hoe stabieler de meting.
80 GHz radar voor krappe ruimtes
80 GHz radar biedt een smallere, meer gerichte straal. Op dezelfde afstand dekt het een kleiner gebied, waardoor het gemakkelijker is om muren, spiralen en agitators te vermijden. Daarom wordt 80 GHz radar steeds vaker gekozen voor kleine tanks, vaten met dichte interne onderdelen en locaties met beperkte ruimte. Het uitlijnen van de antenne zodat de straal recht naar beneden langs de tank reist, produceert meestal een duidelijkere echo.
Andere factoren die de echo beïnvloeden
- Nabij de toevoeropening: spatten, schuim en turbulentie verstoren de straal; het verplaatsen van de sensor van de opening verbetert de stabiliteit.
- Nabij de agitator: roterende bladen creëren periodieke reflecties; het verplaatsen van de radar weg van de agitatiezone geeft een schoner signaal.
- Ladders, spiralen en ribben: deze metalen onderdelen reflecteren sterk, dus houd de hoofdstraal in een open gebied.
- Lange spuitstukken: een te lang of te smal spuitstuk veroorzaakt extra reflecties.
Controleren van de radarstatus na installatie
Begin met de echocurve: controleer waar de oppervlakte-echo zich bevindt, hoe sterk deze is, of er duidelijke interferentiepieken op vaste posities verschijnen en welke echo het instrument volgt.
Samenvatting
Laat bij het installeren van een radarniveaumeter een relatief schoon voortplantingspad voor de straal vrij. Als de meter te dicht bij de tankwand staat, komen de wand, lassen, ribben en andere metalen structuren in de straal, en de extra echo's maken de niveau-identificatie moeilijker. Dit artikel verwijst voornamelijk naar contactloze radarniveaumeters. Als u hulp nodig heeft bij het selecteren van de juiste radarniveaumeter, neem dan contact met ons op voor professioneel advies en een offerte op maat.
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!
